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在决定维修或更换阀门时要考虑的一些因素包括:经济性、工厂维护计划和腐蚀/侵蚀故障。
在考虑阀门设计的技术方面时,第一步是定义目标并定义成功意味着什么。阀门维修是一个漫长的过程,因此您要确保它是正确的解决方案,除非这是一个经济的选择,否则用户不会考虑维修。因此,在进行维修之前,请考虑可以使用的其他阀门类型。另外,确定阀门是否适合其特定位置的样式?是严重的服务申请吗?在开始维修过程之前,应考虑这些和其他因素。
阀门维修有助于工厂维护/关闭计划,并允许预防性维护计划。在许多情况下,维修可以在 2 至 6 周内完成。
金属密封球阀维修涉及几个步骤。本文将考虑对报废、更换和可修复部件的评估,然后研究部件制造和修复,包括热喷涂、研磨和研磨工艺。
报废组件:典型的报废组件包括一次性使用的软制品,例如填料、阀体垫圈、止推垫圈、阀座垫圈、任何严重损坏的组件和阀座。什么可以重复使用,什么不能重复使用,很大程度上取决于您的阀门概念。
可修复部件:通常包括球体、阀杆、阀体和端件,以及轻微损坏的金属部件。可以通过焊接/加工或底切/涂层来修复轻微损坏,以将它们重建回原来的尺寸。
在大多数严苛的服务设计理念中,都有一个直通流口。通常阀体和端件的损坏程度并不严重,除非发生高速泄漏情况。在阀座的 OD(外径)周围发现的任何泄漏都会导致其他侵蚀现象的发生。如果是这种情况,请找出它可以承受的损坏以及是否可以焊接。大量焊接会导致变形。对于较大的焊接深度,您需要考虑适用的阀门标准和压力容器规范。
热喷涂是将熔化或加热的材料喷涂到表面上的过程。即使只有轻微的磨损,为了将要再次密封的产品放回现场,也需要对球进行剥离和重新涂层,并对座椅进行再制造和涂层。损坏的阀门很少可以简单地清洁和研磨。通常涂层会被剥离并重新涂抹。有两种热喷涂工艺可供使用:高速氧燃料 (HVOF) 和空气等离子喷涂 (APS)。
通过 HVOF 应用的一种涂层是碳化钨 (WC)。HVOF 碳化物涂层具有机械结合,与实现冶金结合的喷涂和熔断或堆焊不同。碳化钨涂层可以承受高温并提供韧性;它们可用于对抗磨损、侵蚀和腐蚀。根据阀门服务的特性,可以使用不同的涂层。您很可能不会从最硬的碳化钨涂层基体开始,但您可能会意识到服务的腐蚀化学需要另一种类型的涂层。由于碳化钨仍然存在,因此可以通过调整基体来改变腐蚀化学,而不会牺牲任何耐磨性或硬度。
第二种热喷涂涂层是空气等离子喷涂。在空气等离子喷涂中,在电极和喷嘴之间形成电弧,加压惰性气体被加热到高温以形成等离子气体。然后粉末被注入并熔化,因为它被高速推进到基材上。等离子喷涂用于喷涂在高温下熔化的陶瓷和材料。典型的速度是每秒 727 英尺。电弧温度大于 20,000°F,烟羽温度约为 4,000°F,零件的层间温度小于 300°F。
等离子应用的陶瓷涂层具有机械粘合性,用于抵抗腐蚀和磨损。典型的材料包括二氧化钛和氧化铬。二氧化钛提供韧性和极端的耐腐蚀性。氧化铬提供耐磨性和极强的耐腐蚀性。虽然看起来好像不需要氧化铬,但如果先前选择的碳化物涂层不够用,这可能是采用的涂层类型。
喷砂用于去除零件上的厚鳞。执行喷砂后评估以确定零件是否需要焊接修复。为了准备重新涂覆涂层,然后将涂层去除到母材上。目标基本上是从头开始。去除涂层后,可以更好地查看下面的部分。在这个阶段,球的圆度得到验证,最终评估确定在应用新涂层之前是否需要对零件做更多的事情。
然后确定最终尺寸(由零件的尺寸图驱动),然后零件准备进行热喷涂。设置喷涂参数,喷涂零件,然后通过研磨或研磨将其精加工至公差。陶瓷需要精磨以达到公差。硬质合金通过研磨和研磨完成。完成的厚度将根据之前完成的维修次数而有所不同。通常,客户规格将概述最大允许厚度。
研磨是使用磨料磨掉工件表面以改变其形状。球面研磨用于精加工球阀球。虽然研磨过程用作去除旧涂层的初始步骤,但它也用作精加工过程。研磨使球达到正确的成品尺寸。为了实现良好的金属对金属密封,球体上具有良好的表面光洁度非常重要。当使用研磨过程完成时,将进行研磨过程。
研磨是一种精密研磨工艺,用于通过去除极少量的材料使表面达到所需的光洁度或尺寸公差。这样做是为了获得密封表面。研磨有两种类型:粗研磨,这是一种机器驱动的过程,用于快速去除大量材料(类似于研磨)和精研磨,去除极少量的材料以实现密封表面。
修复过程完成后,组装和测试阶段开始。这包括:组装……堆叠安装、螺栓连接、标签、压力测试以及在某些情况下的 O2 清洁。
由于瓣膜修复是周期性的,同一个瓣膜可能会反复出现,因此修复决策必须经过长期的思考过程。如果某个特定的阀门过早发生故障,则每次都会显示出明显的迹象。这将启动故障分析甚至潜在的重新设计。在阀门维修期间,始终有机会为最终用户修改和改进阀门。